4 ВВЕДЕНИЕ
L, Инвариантной функцией интеллектуальной деятельности инженера яв-
ляется оперирование образными графическими, схематическими и знаковыми моделями объектов, позволяющими в абстрактной, символической форме выражать взаимооднозначное соответствие объектов и их графических изображений. Бурное развитие информационных технологий предъявляет возрастающие требования к визуально-мысленным навыкам. Уровень подготовки специалиста, таким образом, в большей мере определяется тем, насколько он готов к мысленным преобразованиям образно-знаковых моделей, насколько развито и подвижно его пространственное мышление. В этих условиях императивной становится необходимость анализа сущности, структур-X* ных компонентов, динамики и механизмов формирования графической куль-
туры.
Проблема совершенствования геометро-графической подготовки инженерных кадров уходит корнями ко временам Петра I, считавшего графические знания "нужнейшей частью инженерства". Первый учебник по начертательной геометрии на русском языке, изданный Я.А.Севастьяновым (1821 г.), положил начало научно-обоснованному подходу к преподаванию графических дисциплин. Весомый вклад в развитие методики преподавания графиче- ских дисциплин внесли русские ученые конца XIX в. (В.И.Курдюмов, Н.И.Макаров, Н.А.Рынин, О.И.Сомов и др.). Формирование содержания обучения, поиски рациональных курсов начертательной геометрии и черчения, востребованных развитием производства, активизировались в 1930-1950 гг. В 60-х гг. складываются различные научные школы. Наибольшее распространение получают методические подходы Н.Ф.Четверухина, И.И.Котова, Ю.И.Короева как наиболее обоснованные с психолого-педагогических позиций. В 80-х гг. актуализируются проблемы методического обеспечения геометро-графических циклов в технических вузах.
В настоящее время разработаны научные основы содержания и методи-
5
ческие подходы к обучению графической деятельности в общеобразовательной школе (А.Д.Ботвинников, В.Н.Виноградов, Л.М.Государский, С.И.Дембинский, В.И.Коваленко, И.М.Рязанцева, Л.И.Галкина и др.), в средних специальных учебных заведениях (И.С.Вышнепольский, Н.С.Дружинин, С.В.Розов, Н.Т.Чувиков, С.Г.Филиппова и др.)- В исследованиях Л.А.Болотиной, С.А.Смирнова, Н.И.Стражевской, А.М.Елесина и др. графические знания рассмотрены как компоненты, необходимые для технико-технологической деятельности школьников. П.И.Белан, Е.П. Белан, И.М.Рязанцева и др. исследовали рациональные подходы к оптимизации графической деятельности. Труды В.А.Гервера, В.Н.Литвиненко, В.А.Клименко, Н.М.Трофимова, Е.Т.Жуковой, Ю.Ф.Козловой, Ч.А.Рустамова и др. посвящены вопросам применения упражнений, заданий и задач на творческой основе в процессе графической подготовки школьников. Методика обучения графическим дисциплинам в средних специальных учебных заведений на информационно-параметрической основе предложена В.Н.Васягиным, В.С.Полозовым.
Аспекты геометро-графической подготовки будущих инженеров различных профилей относятся к числу менее изученных. Научная основа содержания геометро-графического образования в вузе для машиностроительных специальностей, в частности начертательной геометрии, были заложены с начала 50-х гг. С.К.Боголюбовым, А.В.Бубенниковым, В.О.Гордоном, М.Я.Громовым, И.И.Котовым, Ю.Г.Козловским, Н.Ф.Четверухиным и др.; для строительных специальностей - А.И.Добряковым, А.Г.Климухиным, Ю.И.Короевым и др.
В разработку содержания обучения машиностроительному черчению в условиях вуза внесли большой вклад А.В.Воинов, Г.П.Вяткин, Е.Д.Феоктистова, С.А.Фролов и др. Совершенствованию методики преподавания курса "Машиностроительное черчение" и объединенного курса "Инженерная графика" в техническом вузе машиностроительного профиля посвящены работы А.Я.Блаус, В.Я.Соосара, Ю.Э.Шарикян, в которых, однако,
6
не охватываются области профессиональной деятельности специалистов других профилей.
Актуальное значение имели исследования, посвященные проблеме повышения качества обучения начертательной геометрии (З.И.Крапивин, Р.И.Таранова, Л.А.Найниш и др.)- В ряде исследований даются рекомендации по оптимизации различных аспектов и частных методик преподавания отдельных предметов геометро-графического цикла в высшей школе (Д.В.Карева, И.Б.Кордонская, В.К.Лебедко, О.В.Мезенева, Ф.И.Пекарина, Н.Г.Плющ, А.В.Савицкая, О.П.Шабанова и др.).
Значительный интерес представляют психолого-педагогические исследования, рассматривающие различные аспекты формирования наглядных образов в структуре познания, решающих проблемы развития пространствен- ных представлений обучаемых (А.М.Аверин, Б.Г.Ананьев, Н.Ю.Вергилис, Н.Ф.Четверухин, И.С.Якиманская, Б.Ф.Ломов, Г.И.Лернер, Е.Н.Кабанова-Меллер, В.С.Столетнев, А.Э.Дзене, К.Г.Сердакова и др.). Однако недостаточно отражены вариативные подходы к развитию пространственного мышления в условиях профессиональной подготовки в зависимости от специфики будущей деятельности инженера и в условиях использования компьютерной графической технологии.
С развитием информационных технологий существенный вклад в со- держание обучения будущих инженеров-машиностроителей внесли Ю.М.Баяковский, Г.С.Иванов, А.Д.Киселевич, Ю.В.Котов, Л.Г.Нартова, В.С.Полозов, С.И.Ротков, А.М.Тевлин, В.И.Якунин и др. Вопросам оптимального применения информационных технологий в графической подготовке студентов педагогических, технических вузов посвящены исследования Н.Д.Жилиной, Г.И.Рубиной, В.К.Люби-мовой и др. В анализе диссертационных исследований по педагогике, проведенном в 1996 г. Высшей Аттестационной Комиссией, опубликованном в Бюллетене ВАК РФ, отмечается, что актуальной для исследователей является создание системы прикладной направленности графической подготовки на основе современных представле-
7
ний о формировании графической культуры с учетом развития новых технических средств графики.
Вместе с тем не получил систематического освещения интеграционный подход к дисциплинам, входящим в геометро-графический блок, и последующим общетехническим и специальным дисциплинам, который охватывает в достаточной мере области профессиональной деятельности специалистов различного профиля и обеспечивает адекватную траекторию профессионального становления будущего инженера с позиций современного ком-петентностного подхода к профессиональному образованию. Недостаточно учтены требования логики учебного познания и логики современного научного геометро-графического знания в условиях развития информационных графических технологий; наблюдается отрыв методических требований, имеющих преимущественно "знаниевую" проблематику от социальных аспектов формирования личности, что является настойчивым требованием сегодняшнего дня.
Проблема профессионального становления личности будущего инженера в процессе геометро-графической подготовки в педагогике практически не разрабатывалась. Проблема формирования графической культуры студентов характеризуется многоаспектностью и интердисциплинарным характером и недостаточностью системных исследовательских подходов, что в том числе ™ обуславливает причины неадекватности подготовки инженеров многократно
возросшей потребности общества в профессионально компетентной личности.
Формирование графической культуры сегодня возможно на пути освоения личностно-ориентированных, проблемно-деятельностных технологий обучения, которые предполагают слияние образовательных потоков естественнонаучных, общетехнических и специальных дисциплин в достижении единого результата. Модели такого перехода еще только начинают разраба-, тываться отечественной педагогикой, в том числе в приложении к сфере ин-
женерного образования.
8
Проблема формирования графической культуры находится на пересечении исследовательских полей педагогики, психологии, философии и др. Определяющее значение имеют педагогические исследования по проблемам профессиональной подготовки (С.И.Архангельский, Ю.К.Бабанский, С.Я.Батышев, А.П.Беляева, В.П.Беспалько, Н.В.Кузьмина, В.С.Леднев и др.), психологические исследования (Л.С.Выгодский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, Н.Ф.Талызина, И.С.Якиманская и др.), философские (Э.В.Ильенков, В.С.Библер, Н.Г.Багдасарян, Б.С.Гершунский, П.С.Гуревич и др.). Это оставляет актуальным поиски научного обоснования, интегративного проектирования и дополнения геометро-графического компонента в становлении профессиональной культуры специалиста, пути решения которых следует искать в контексте неразрешенных противоречий, ха-'у, рактеризующих современное состояние проблемы, а именно:
> между реальной низкой результативностью довузовской подготовки, традиционно сложившейся моделью геометро-графической подготовки и утвердившимся новым типом профессиональной деятельности инженера с преобладающей ориентацией на развитие профессиональной компетентности, предполагающей формирование дивергентного мышления, способностей к поиску нестандартных решений, профессиональной мобильности и пр.;
У между прогрессивными тенденциями гуманизации инженерного образования, обуславливающих необходимость формирования инженерной культуры как интегративного профессионального качества специалиста, и отсутствием специального научного обоснования такого инвариантного компонента, как графическая культура;
> между реальным состоянием теории интегративно-целостного непрерывного геометро-графического инженерного образования, находящегося в стадии переосмысления, и общим концептуальным уровнем современной педагогической науки с ярко выраженными тенденциями к междисциплинарному синтезу, интеграции научного знания, использованию достиже-
9
ний системного, личностного, деятельностного подходов, возможностей новых информационных технологий;
^ между традиционной сложностью усвоения теоретических основ геометро-графического знания, обладающего высоким уровнем абстракции, сложными иерархическими внутридисциплинарными связями, усложнением содержания образования, возрастающим объемом необходимой информации и уменьшением времени, отводимой на ее усвоение;
> между стремлением к организации учебного процесса, востребующего личностные функции обучающихся, и традиционно-знаниевым его построением, ориентированным на репродуктивно-алгоритмические методы;
> между отдельными методическими подходами и рекомендациями по совершенствованию организации учебной деятельности студентов преиму- щественно машиностроительного профиля в процессе графической подготовки и объективной необходимостью научно-обоснованной технологии учебно-познавательной деятельности студентов в процессе геометро-графической подготовки как целостной дидактической системы формирования графической культуры в втузах различных профилей.
По вышеуказанным причинам назрела необходимость подвергнуть детальному исследованию процесс формирования графической культуры студентов втузов. Незавершенность теории геометро-графической подготовки студентов, в частности немашиностроительного профиля, многочисленные потребности современной вузовской практики и общества в целом, необходимость обобщения передового опыта, систематизации и конкретизации компонентно-факторного массива графической культуры инженера вскрыли наличие нерешенной проблемы и тем самым обусловили ее актуальность и выбор темы исследования.
Таким образом, противоречие между социальным запросом современного общества к выпускнику инженерных вузов, которые должны обладать инженерной культурой, одной из составляющих которой является графическая культура, и недостаточно разработанной теоретико-методической базой
10
и практикой ее формирования в втузах России порождает проблему исследования, состоящую в том, что объективная необходимость подготовки профессионалов, обладающих высокой графической культурой, диктуется запросами общества, а педагогическая теория и практика ее формирования в настоящее время недостаточно разработаны.
Цель исследования — разработка теоретических основ формирования графической культуры студентов высшей технической школы и ее практическая реализация в условиях технических вузов.
Объект исследования - образовательный процесс в высших технических учебных заведениях в контексте формирования графической культуры инженера.
Предмет исследования - формирование графической культуры студен-и тов в процессе геометро-графической подготовки в технических вузах.
Гипотеза исследования основана на предположении, что процесс формирования графической культуры как системообразующей составляющей инженерной подготовки у студентов втузов будет целостным и результативным, если:
- учитывается исторический опыт инженерного графического образования и выявлены особенности современного этапа и перспективы его развития, базирующиеся на анализе нового типа профессиональной деятельности инже-
' нера и новейших достижениях технико-информационных систем;
- расширено и углублено понятие "графическая культура" как компонент инженерной культуры, раскрыты генезис и его грани, служащие теоретической основой для дальнейшего совершенствования теории и практики геометро-графической подготовки будущих инженеров;
- разработана концепция поэтапного формирования графической культуры при подготовке студентов технического вуза, обладающая эволюционно-проективными и системообразующими возможностями;
.«, - разработана усовершенствованная модель, раскрывающая основные ха-
рактеристики процесса формирования графической культуры у студентов
11
технических вузов, как совокупность структурных компонентов: целевого, содержательного, процессуально-управленческого и оценочно-jn результативного;
- экспериментально подтверждена модель формирования графической культуры студентов втузов немашиностроительного профиля с проективными уровнями графической подготовки, интегрирующая в себе совокупность требований государственных образовательных стандартов, общества, личности;
- выявлена совокупность оптимизационно-значимых резервов, открывающих пути комплексного научно-методического обеспечения и организационно-педагогической реализации выдвинутой концепции.
Проверка гипотезы требует решения следующих задач исследования: Li 1. Изучить становление и развитие геометро-графического образования
в системе инженерного образования России, провести анализ стартовой подготовленности абитуриентов и существующих подходов к построению графического образования в втузах с целью выявления закономерностей и перспектив его развития.
2. Выявить сущность понятия "графическая культура" как составной части профессиональной культуры инженера, разработать основные определения понятийно-категориального аппарата.
"Уу 3. Сформулировать методологические положения, принципы и методы,
совокупность которых составляет теоретические основы формирования графической культуры будущего инженера.
4. Разработать концептуальную модель процесса формирования графической культуры инженера.
5. Разработать методы и средства реализации концептуальной модели в условиях учебных заведений различного профиля.
6. Реализовать комплекс методического обеспечения и запланирован->-1, ных опытно-экспериментальных исследований, с целью апробации теоретических положений и выявления оптимизационно-значимых резервов.
12
Методологической основой исследования являются философские положения о всеобщей связи, взаимной обусловленности и целостности явле-л\ ний и процессов окружающей действительности, об активности личности.
Методологическими ориентирами избраны системный, деятельностный, лич-ностно-ориентированный подход. Методология обусловила выбор ведущих идей исследования, научное описание изучаемых фактов и явлений педагогической действительности, их анализ, обобщение и синтез, экспериментальную проверку, оценку соответствия разработанной модели реальной ситуации.
Основу исследования составили: философские подходы к проблеме образования и культуры (Н.Г.Багдасарян, В.С.Библер, Б.С.Гершунский, В.П.Зинченко, Б.К.Коломиец и др.); концепция личностно-ориентированного 1/ подхода к образованию (Н.А.Алексеев, М.А.Викулина, В.В.Сериков,
И.С.Якиманская и др.), деятельностный подход (А.Н.Леонтьев, Б.Ф.Ломов, С.Л.Рубинштейн и др.), элементы теории уровней психического отражения и образа в психической регуляции деятельности (В.Г.Ананьев, Б.Ф.Ломов, Г.И.Лернер, Е.Н.Кабанова-Меллер и др.) и педагогической психологии (П.Я.Гальперин, И.А.Зимняя, Б.Б.Коссов, Т.В.Кудрявцев, Н.В.Кузьмина, А.К.Маркова, Н.Ф.Талызина и др.); подходы и представления общей теории систем (Р.Л.Акофф, В.А.Штофф, Э.Г.Юдин и др.) и их применение к иссле- дованию педагогических систем (С.И.Архангельский, В.П.Беспалько, Н.В.Кузьмина, А.В.Петров, В.Д.Шадриков и др.), принципы моделирования как всеобщего метода педагогического исследования (В.П.Беспалько, В.В.Краевский, др.).
Теоретической базой исследования являются теоретические основы профессионального образования (С.Я.Батышев, А.П.Беляева, Э.Ф.Зеер и др.) и культуры (Н.Г.Багдасарян, В.С.Библер, Б.С.Гершунский, Н.Б.Крылова и др.); содержания образования (В.В.Краевский, В.С.Леднев, И.Я.Лернер и , др.); процесса усвоения графических знаний, умений и навыков
(А.Д.Ботвинников, Е.Н.Кабанова-Меллер, Б.Ф.Ломов, И.С.Якиманская,
13
Г.И.Лернер и др.); деятельностиый подход и теория поэтапного формирования умственных действий (А.Н.Леонтьев, П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина и
^ др.); труды, посвященные исследованию эффективности педагогического
процесса и обоснования критериев и показателей эффективности (С.И.Архангельский, Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, А.К.Маркова, Н.В.Кузьмина и др.); технологический подход к обучению (В.П.Беспалько, А.А.Вербицкий, В.В.Давыдов, И.И.Ильясов, М.И.Махмутов, Ю.Г.Татур, О.К.Филатов, Д.В.Чернилевский и др.); оптимальное построение педагогического процесса геометро-графической подготовки (В.А.Гервер, А.Д.Ботвинников, Б.Ф.Ломов, Г.И.Лернер, Л.А.Найниш, Н.Г.Плющ, В.С.Полозов, Г.В.Рубина и др.)
Для решения поставленных задач использовались следующие мето-
> ды: совокупность общенаучных и психолого-педагогических методов теоре-
тического уровня: историко-сравнительный и структурно-логический анализ, синтез, систематизация, обобщение, фактов и концепций; конструирование моделей; и эмпирического уровня: диагностические (анкетирование, тестирование, беседы); экспериментальные (констатирующий, формирующий); праксиометрические (изучение продуктов деятельности, анализ научно-методических, литературных источников и государственных документов, архивных материалов, профессиографический анализ, рейтинг); математиче-
' екая обработка статистических данных.
Базой исследования являлись Нижегородское высшее зенитное ракетное командное училище ПВО (1986-1999) (в 1999 г. ввуз был расформирован), Волжская государственная инженерно-педагогическая академия (1997-2002), Волго-Вятский филиал Московского технического университета связи и информатики( 1999-2002). Всего экспериментальной работой было охвачено более 3000 курсантов и студентов.
Исследование проводилось с 1986 по 2002 гг. и включало несколько этапов:
1986-1991 гг. - изучение особенностей обучения графическим дисцип-
14
линам в вузах и возможных направлений совершенствования содержания, структуры и методического обеспечения графической подготовки в втузах, путей повышения активизации деятельности обучаемых.
1991-1999 гг. - теоретическое обобщение данных литературы, передового опыта, результатов экспериментальных исследований, применение системы поэтапного формирования графических знаний, умений и навыков; разработка тестовой методики для оценки уровней познавательной деятельности и пространственного мышления обучаемых; разработка и апробирование элементов развивающего обучения, дидактических материалов по изучению графических курсов. Конкретизация целей, задач и содержания обучения графическим дисциплинам в втузе в соответствии с требованиями ГОС, разработка учебных программ, опытно-экспериментальная апробация концепту-¦ { альной модели выпускника технического вуза с проективными уровнями
графической подготовки.
1999- 2002 гг. - публикация итогов исследования, издание монографий; оформление полученных результатов в виде докторской диссертации.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Развитие инженерного графического образования в России имеет тенденции к усилению его общеобразовательного и развивающего компонентов при сохранении традиционного профессионального и требует на сего- дняшний день фундаментализации геометро-графической подготовки и смещения акцента на формирование пространственного мышления и креативной графической деятельности, что обусловлено изменениями в содержании инженерного труда в условиях информатизации общества.
2. Теоретико-методологическое положение о том, что графическая культура является структурирующим началом, одной из универсальных основ инженерной профессиональной культуры, требующее введения нового понятийного аппарата, включающего ряд понятий и определений, раскрывающих
1. генезис и грани графической культуры как многоаспектного феномена, дан-
ных в авторской интерпретации. Общим показателем уровня графической
15
культуры является разносторонняя творческая активность инженера в процессе его профессиональной деятельности. Интегрирующим началом форми-и\ рования графической культуры является потенциал целенаправленной гео-
метро-графической подготовки, который может быть представлен взаимосвязанными общекультурным, общеобразовательным, развивающим, профессионально-направленным компонентами.
3. Концепция поэтапного формирования графической культуры, основанная на теоретико-методологическом обосновании и осмыслении исторического опыта и современных идей, методологически значимых психолого-педагогических подходов (системного, деятельностно-личностного, интегра-тивно-целостного) к инженерной подготовке, суть которой в совершенствовании процесса обучения геометро-графическим дисциплинам в техническом
±г вузе как целостного многоуровневого поэтапного процесса, обеспечивающе-
го эффективное и рациональное профессиональное становление будущего инженера, системообразующим фактором которого выступает цель формирования графической культуры у выпускников в условиях методологической, мировоззренческой и профессиональной направленности и акцентирования развития пространственного мышления. В основу реализации предложенной концепции наряду с ведущими методологическими и общепедагогическими принципами, обоснованные педагогикой высшей профессиональ-
Yf ной школы, положен праксиологический принцип.
4. Концептуальная модель поэтапного формирования графической культуры представляющая многоуровневое, полиструктурное и полифункциональное единство и механизм взаимодействия инвариантных компонентов, среди которых в качестве основных выделены целевой, содержательный, процессуально-управленческий, результативный компоненты, каждый из которых, оставаясь элементом целостности, имеет собственное содержательное наполнение и функциональное своеобразие.
1 5. Реализующий концептуальную модель апробируемый дидактический
комплекс, направленный на последовательную реализацию уточненных це-
16
лей, обоснованных принципов, обновленного содержания обучения, и адекватное технологическое обеспечение как процессуальную часть модели,
ил включающую методический инструментарий и педагогический механизм
реализации в образовательной практике, ориентированные на поэтапное формирование графической культуры будущих инженеров в условиях втузов различного профиля.
6. Результаты практической реализации выдвинутых теоретико-методологических положений, подтверждающие возможность эффективного формирования графической культуры в условиях втузов с учетом специфики подготовки.
Научная новизна исследования состоит в том, что разработанная совокупность теоретических положений и выводов содержит решение значимой
А/ для инженерной подготовки научной проблемы подготовки профессионалов,
обладающих высокой графической культурой, а именно:
> на основе историко-аналитического подхода, выявившего исторические корни и тенденции развития геометро-графического инженерного образования, впервые на концептуальном уровне обоснован подход к совершенствованию геометро-графической подготовки будущих инженеров с позиции ориентации образовательной системы на решение задач формирования графической культуры, соответствующей современным требованиям;
У» > раскрыта сущностная характеристика графической культуры как
компонента профессиональной культуры инженера, дано авторское обобщенное определение понятия "графическая культура", определена ее структура и иерархия у студентов втузов;
> определены теоретическо-методологические подходы к формированию графической культуры выпускников втуза немашиностроительного профиля; предложен обобщающий подход к методологическому обоснованию праксиологического принципа;
1, > сконструирована модель формирования графической культуры, обос-
нованы взаимосвязь и содержание структурных компонентов, раскрыты и
17
акцентированы особенности их реализации на основе уточнения роли, места, степени выраженности геометро-графического компонента в формировании г\ инвариантной и вариативной части профессиональных функций инженеров
радиотехнического и строительного профиля;
> разработаны и реализованы организационно-технологические основы поэтапного формирования графической культуры в условиях втуза, дидактический механизм целенаправленной регуляции учебной деятельности, акцентирующий особенности формирования профессионально-значимых знаний и умений, формирования пространственного мышления в связи с развитием компьютерных технологий.
Теоретическая значимость исследования определяется разработкой концептуальных подходов к проектированию процесса формирования гра-w фической культуры на основе анализа историко-педагогического опыта и
экстраполяции ведущих тенденций информатизации общества, инженерного образования, развития педагогической науки на основе политеории, включающей междисциплинарную интеграцию при опоре на системный, деятель-ностный, личностно-ориентированный, интегративно-целостный подходы.
Разработана авторская модель формирования графической культуры, раскрыта взаимосвязь ее инвариантных подсистем, определены тенденции и пути реализации модели в образовательной практике втузов немашинострои-" тельного профиля.
Уточнена и теоретически обоснована обобщенная профессиограмма инженера, содержащая характеристику инвариантной и специфической деятельности и требования к профессионально важным качествам личности, критериальные показатели, задающие совокупность ориентиров, позволяющую прогнозировать и обеспечить эффективность геометро-графической профессионально-ориенти-рованной подготовки.
Теоретически обосновано и сконструировано содержание 1 фундаментального базиса геометро-графического знания, прикладной
надстройки как профессионально-обусловленного норматива, позволяющее осуществить систематизацию основных понятий, взаимосвязей и |
